（南京工大环境科技有限公司）
摘要：本文主要分析了2万吨碳五石油树脂装置工艺设计相关问题，仅供参考。
关键词：碳五石油树脂；装置；工艺设计
1．概述
C5石油树脂是由石油裂解制造烯烃时所得的裂解油，分离出的异戊二烯、环戊二烯、1，3-戊二烯、1-戊烯在酸性催化剂存在下聚合而成，由连续性生产工艺制造而成的淡黄色或浅棕色片状或块状固体。
碳五石油树脂一般不单独使用，而是作为促进剂、调节剂、改性剂和其他树脂一起使用．主要应用于路标漆、涂料、油墨、造纸、胶黏剂、橡胶助剂等行业。
随着我国乙烯生产能力的不断扩大，碳五石油树脂能源资料相当丰富，应该利用丰富的资源发展碳五石油树脂，使碳五石油树脂生产规模化，为国内碳五石油树脂的发胀打开一个全新的局面。
2．设计的目的和意义
通过本设计力求达到以下目的和意义：
（1）综合利用所学的各类化学、化工及工程设计方面的知识，严格遵守国家相关标准、规范，选择安全可靠的工艺路线，在确保产品产量达到设计能力的前提下，减少投资和能耗，使设计能够更加经济、合理、美观。
（2）通过完成设计，可以知道碳五石油树脂的用途；基本掌握碳五石油树脂的生产工艺；了解国内外碳五石油树脂工业的发展现状及碳五树脂的发展趋势。
3.工艺路线简介
本工艺是以乙烯生产的副产物C5馏分先进行严格的脱环工艺，将C5馏分中的环戊二烯脱除干净。脱环后的C5馏分以卤化金属为催化剂对其中的双烯烃进行低温阳离子聚合作用。
聚合液通过碱洗、氨洗、水洗，彻底清除聚合液中的催化剂残留物。
聚合液中的未反应的C5馏分、其他产物、低聚物在汽提工序中分离出去。
从汽提工序得到的聚合液有两种去向，一是直接送往造粒工序，直接进行造粒包装，生产出色质较深的低档树脂，二是送往树脂加氢装置生产高档C5石油树脂。
该工艺具有生产灵活，易控制，原料消耗低，产品得率高，产品质量好的优点。
4主要设备的选型
4.1设备选型原则
本生产装置分为二个主要部分，第一部分是聚合单元；第二部分是加氢单元。
聚合单元的核心设备是聚合釜，由于是低温聚合，操作压力和温度均不高，但必须是带搅拌的釜式结构，反应放出的热量采用外循环方式将热量带走。釜内反应物料要均匀分布，特别是催化剂要均匀分布。
汽提单元的主要设备是汽提塔，本装置选用中压蒸汽进行汽提，要求塔内有足够的气液接触面积和空间，这样才能保证树脂中所含的溶剂和低聚物被蒸汽带走，以达到汽提的目的。由于粗树脂中含有微量的氯，在汽提过程中会进入汽相，蒸汽冷凝后，氯会积聚在蒸汽凝液中造成对设备的腐蚀。所以在设备的设计和选用时该部位的设备材料选用耐氯腐蚀的材料。
树脂加氢单元中，加氢反应器是关键设备。由于树脂加氢需要温度压力较高，加氢反应选用的催化剂是活性氧化铝载过渡金属，所以加氢反应器设计为固定床式高压塔式反应器。反应器内必须保证反应物与催化剂有充足的接触时间，同时要防止反应物在催化剂床内的偏流和沟流现象。在反应器物料入口处设置合适的分布器，以保证物料能均匀通过催化剂床层面。加氢反应器的设计要考虑催化剂的装添和卸出。
氢压机是加氢单元的重要的运转设备，由于要求氢压机的出口压力很高，且氢气是分子量最小的物质，机器的密封易产生泄漏，对生产安全至关重要。因此氢压机应选质量可靠具有很好资质制造商的产品。
4.2设备材质选用原则
树脂生产装置中，对高压高温的加氢反应器选材要求锻造高温合金钢，其余高温部分的设备则选用高温合金钢，非高温部分其设备材质选用16MnR钢或20#钢。而对有腐蚀性介质的设备则选用不锈钢材质，对于系统中一些与含氯介质相接触的设备或管道，可选非金属或其衬层的材料。设备上不与物料接触的辅助部件则选用A3结构钢。
5.工艺设计
5.1工艺系统
1本生产装置均采用成熟的工艺技术。装置内的大部分工作可在DCS操作室完成，从而减少现场操作，确保安全生产。同时对于关键部位，如C5树脂装置加氢进料泵，氢压机等操作单元设置了连锁保护。确保出现超压情况后，加氢进料泵、氢压机自动停止工作，使得加氢反应器不会出现超压现象。
2工艺带压设备（C5树脂装置中的闪蒸罐，加氢反应干燥器，汽液分离器等）和管道（如，导热油回油管、蒸汽总管、氢压机出口管、加氢进料泵出口管等）设有安全泄放阀，等保护性措施。
3危险物料实施安全控制，所有物料都有编号标识。工艺装置大部分设计为密闭系统；工艺流程中，按冗余原则设计有备用系统。
4根据工艺需要，本装置设有相应的压力调节阀、温度调节阀、液位调节阀、流量调节阀等，确保在误操作或非正常状况下，物料始终处于安全控制中。
5在每个生产装置及罐区内均设有氮封管线，并有的设有自动调节氮气的自立式调节阀，保持压力的稳定。
5.2设备及管道布置
本装置按照一体化设计原则，生产装置布置紧凑，辅助装置紧密围绕生产装置布置，工艺流程顺，管线短，节省建设投资。工艺管道、公用工程总管和仪表、电气桥架均架空敷设在公用管廊上，统一布置，整齐美观。
作为本装置的关键设备，并且从安全角度考虑，加氢反应器用防爆墙与其它设备隔开，并单独设置疏散楼梯。室外塔设备中，加氢反应干燥器内的填料由于更换次数相对频繁，且量较大，所以在室外塔平台顶部设置起吊装置，同时在每层塔平台的吊装空四周均设置了防护栏杆。
电脱盐罐布置在厂房南侧的室外平台上。由于该设备上设有电源，为了防止电源受潮，发生漏电等事故，所以在电脱盐管的上面设置了屋顶。
另外，依据相关规范设置了疏散楼梯，本装置内所有室外楼梯、吊装孔以及平台四周均设置了防护栏杆。同时由于原料中有弱酸、强碱性的物质，故整个厂房都采取了弱酸及强碱的防护措施。
装置内设有淋洗功能的洗眼器，以满足卫生健康要求。
6设计结果评析与总结
本设计是根据设计计划任务书上规定的生产规模、产品要求和原料情况，结合建厂条件进行的。其特点是以大量数据为基础对设备选型及配置、车间布置设计与布置的合理性进行论证。得出了现有资料条件下的最优方案设计。
此次设计过程中，通过对工艺流程的设计、车间设备平面布置、及车间管道布置的设计，使我更深刻了解到了化工装置设计的方法。
另外，本装置涉及的物料多为易燃易爆，且反应为高温高压，因此工艺及管道设计的安全措施显得尤为重要。设计中采取了大量的安全措施，这些措施可以分为预防措施，控制措施以及减少与消除事故措施。在今后的设计中可以借鉴本次设计所采用的措施。
论文作者:蒋琅
论文发表刊物:《河南电力》2019年5期
论文发表时间:2019/11/20
标签：树脂论文; 装置论文; 设备论文; 工艺论文; 反应器论文; 石油论文; 催化剂论文; 《河南电力》2019年5期论文;